Um dos maiores mistérios da astrofísica hoje em dia é uma minúscula partícula subatômica chamada neutrino, tão pequeno que passa pela matéria - a atmosfera, nossos corpos, a própria Terra - sem detecção.

Físicos de todo o mundo vêm tentando há décadas detectar neutrinos, que estão constantemente bombardeando nosso planeta e que são mais leves do que quaisquer outras partículas subatômicas conhecidas. Os cientistas esperam que, ao capturar neutrinos, eles podem estudá-los e, esperançosamente, entenda de onde eles vêm e o que fazem.

Mas as tentativas existentes costumam ser caras, e perder uma classe inteira de neutrinos de alta energia de alguns dos confins do espaço.

Um novo estudo publicado hoje na revista Cartas de revisão física shows, pela primeira vez, um experimento que poderia detectar essa classe de neutrinos usando ecos de radar.

"Esses neutrinos são partículas fundamentais que não entendemos, "disse Steven Prohira, autor principal do estudo e pesquisador do Centro de Cosmologia e Física de Astropartículas da Universidade do Estado de Ohio. "E os neutrinos de ultra-alta energia podem nos dizer sobre grandes partes do universo que não podemos acessar de nenhuma outra forma. Precisamos descobrir como estudá-los, e é isso que esta experiência tenta fazer. "

O estudo se baseia em um fenômeno conhecido como cascata. Os cientistas acham que os neutrinos se movem pela Terra quase à velocidade da luz - bilhões deles estão passando por você agora, enquanto você lê isso.

Os neutrinos de alta energia têm maior probabilidade de colidir com os átomos. Essas colisões causam uma cascata de partículas carregadas - "como um spray gigante, "Prohira disse. E as cascatas são importantes:se os pesquisadores puderem detectar a cascata, eles podem detectar um neutrino. Os neutrinos de ultra-alta energia são tão raros que os cientistas até agora não foram capazes de detectá-los.

Os cientistas descobriram que os melhores lugares para detectar neutrinos são em grandes camadas de gelo remoto:os experimentos com neutrinos de mais longa duração e mais bem-sucedidos estão na Antártica. Mas esses experimentos até agora não foram capazes de detectar neutrinos com energias mais altas.

É aí que entra a pesquisa de Prohira:sua equipe mostrou, em um laboratório, que é possível detectar a cascata que ocorre quando um neutrino atinge um átomo ao lançar ondas de rádio na trilha de partículas carregadas deixada pela cascata.

Para este estudo, eles foram para o SLAC National Accelerator Laboratory na Califórnia, configurar um alvo de plástico de 4 metros de comprimento para simular o gelo na Antártica, e explodiu o alvo com um bilhão de elétrons agrupados em um pequeno grupo para simular neutrinos. (A energia total desse grupo de elétrons, Prohira disse, é semelhante à energia total de um neutrino de alta energia.) Em seguida, eles transmitiram ondas de rádio no alvo de plástico para ver se as ondas realmente detectariam uma cascata. Eles fizeram.

Prohira disse que o próximo passo é levar o experimento à Antártica, para ver se consegue detectar neutrinos em um grande volume de gelo remoto ali.

As ondas de rádio são a tecnologia mais barata conhecida para detectar neutrinos, ele disse, "o que é parte do motivo pelo qual isso é tão emocionante." As ondas de rádio têm sido usadas na busca pelos neutrinos de maior energia por cerca de 20 anos, Prohira disse. Esta técnica de radar pode ser mais uma ferramenta na caixa de ferramentas de ondas de rádio para cientistas que desejam estudar neutrinos de ultra-alta energia.

E ter uma maior compreensão dos neutrinos pode nos ajudar a entender mais sobre nossa galáxia e o resto do universo.

"Neutrinos são as únicas partículas conhecidas que viajam em linha reta - elas passam direto pelas coisas, "disse ele." Não há nenhuma outra partícula que faça isso:a luz fica bloqueada. Outras partículas carregadas são desviadas em campos magnéticos. "

Quando um neutrino é criado em algum lugar do universo, viaja em linha reta, inalterado.

"Ele aponta diretamente para a coisa que o produziu, "Prohira disse." Então, é uma forma de identificarmos e aprendermos mais sobre esses processos extremamente energéticos do universo. "